CN103801411B - 除盐水系统混床再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种除盐水系统混床再生方法，步骤包括：树脂的反洗分层、树脂再生、树脂置换和混脂。本发明通过对再生细节中空压机压力、混床供水泵流量、酸碱计量泵流量、浓度、各操作点时间及阀门开度等合理有效控制，一般情况产水电阻率可达到参考值10～17MΩ·cm，有效地延长了再生周期，而且还有效的遏制了反洗过程中树脂流失及药剂浪费现象，降低了操作工人的劳动强度，对降本工作起到了积极作用。

Description

除盐水系统混床再生方法

技术领域

本发明涉及一种焦化厂水处理技术，具体说，涉及一种除盐水系统混床再生方法。

背景技术

除盐水主要是为锅炉制造纯水，特别现是干熄焦锅炉对水质要求较高，现在全国各地多数除盐水处理工艺多为反渗透/混床复合处理系统，除盐水系统所供水质的好坏直接影响干熄焦锅炉及汽轮机的正常生产，稍有疏忽都会给企业生产造成无法估量的损失。其中，混床是除盐水系统工艺的最后一道控制工序，它能去除水中的各种阴阳离子，使得出水电导率控制在0.2μs/cm以下，满足干熄焦系统用水要求。混床在运行过程中，运行一定周期后(一般情况在15天左右，与供水量有关)，树脂交换饱和，需要对阴阳树脂进行再生。再生工作是混床操作的重要操作之一，再生主要是利用适当浓度的酸和碱，在规定的流速下，分别冲刷阳树脂和阴树脂，冲刷到一定时间后使得吸附在树脂上的阴阳离子去除，以达到混床再利用，其再生的进行程度不但对以后制水运行时树脂的工作交换容量、供水水质有着直接的影响，而且再生工作的好坏也直接关系到制水经济性。所以混床再生操作对供水水质及除盐水系统稳定运行起着至关重要的作用。但在操作过程中，存在如下几方面问题：

1、再生操作中，按设计的要求，在反洗分层过程中出现树脂容易流失，每年都需要补充树脂，增加运行成本，严重影响再生效果。

2、按常规操作再生效果不佳，产水电阻率在10MΩ·cm左右，运行周期较短，再生剂用量大，并增加了职工的工作量。有时再生后，产水电阻率只有5MΩ·cm左右，达不到再生及供水要求。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种除盐水系统混床再生方法，可使混床再生后产水电阻率达到参考值10～17MΩ·cm，有效地延长了再生周期，而且还有效的遏制了反洗过程中树脂流失及药剂浪费现象。

技术方案如下：

一种除盐水系统混床再生方法，包括：

树脂的反洗分层；放水，将混床罐的排气阀和正洗排水阀打开，待罐体内的液位排放到上视镜中间位置关正洗排水阀和排气阀；进压缩空气，开排气阀和进压缩空气阀，树脂松动后，关闭进压缩空气阀和排气阀；反洗分层，树脂膨胀高度达到上视镜范围内，利用阴阳树脂比重不同使得阳树脂向下沉积，达到分层的目的；

树脂再生；将酸碱储罐内的酸液和碱液分别送入酸碱计量箱内，酸液浓度为质量百分比30～35％，碱液浓度为质量百分比30～35％，酸碱计量箱液位达到第一设定高度，将稀酸手动球阀和稀碱手动球阀打开，开度20％～40％，再生泵出口开度在60％～80％，打开混床设备上的进酸阀门、进碱阀门、中排阀门和排气阀门；启动再生泵，调节稀酸手动球阀和稀碱手动球阀，使稀酸水流量计控制在4～5.5m³/h，稀碱水流量计控制在5～7m³/h；打开出酸手动小球阀和出碱手动小球阀，调节出酸流量计控制在0.5～0.7m³/h、出碱流量计控制在0.6～0.8m³/h；调整稀酸水流量计、稀碱水流量计、出酸流量计、出碱流量计的流量，保持液位在中视镜范围内，当混床罐的液位保持不动，酸碱计量箱液位抽到第二设定高度时树脂再生过程结束；

树脂置换；当酸碱计量箱液位抽到第二设定高度时，关闭出酸手动小球阀和出碱手动小球阀，调整稀酸水流量计手动球阀和稀碱水流量计手动球阀，将稀酸水流量计和稀碱水流量计分别调整到5～7m³/h，40～60分钟后将再生泵停止并且关闭所有阀门，树脂置换过程结束；

混脂；正洗，开进水阀门和正洗排水阀门，正洗流量控制在10～30m³/h，时间为20～30分钟；放水，关闭进水阀门，开排气阀门，将水放至上视镜和中视镜中间位置，关闭正洗排水阀和排气阀门；进压缩空气，开进压缩空气阀门和排气阀门15～20分钟，保证下视镜树脂充分松动，然后关闭进压缩空气阀门，打开正洗排水阀门，放水到中视镜以下，关闭正洗排水阀门和排气阀门；启动混床，其运行流速控制在4.5～5m/s，使水电阻率达到参考值10～17MΩ·cm。

进一步：混床再生开启后，如果产水电阻率为5MΩ·cm或者小于5MΩ·cm，判断此次混床再生失败，需要进行重新再生，具体操作包括：

放水，将混床罐的排气阀和正洗排水阀打开，将罐体内的液位排放到上视镜中间位置；

强制失效，将稀碱手动球阀打开到1/3处，再生泵出口开度在2/3，打开混床设备上的进碱阀门、正洗排水阀门和排气阀门，25-30分钟后强制失效结束，停再生泵，闭关稀碱手动球阀、进碱阀门、正洗排水阀门和排气阀门；

正冲，开总进水手动阀门和正洗排水阀门，启动混床供水泵，同时用pH试纸检查正洗后出水，直到出水为中性为止。

进一步：通过反洗分层将树脂在混床罐中膨胀70％，具体步骤包括：

进压缩空气阀和排气阀关闭30～60秒后，当树脂下降时，开混床供水泵，流量控制在30～40m³/h，同时开启反洗进水阀、反洗排水阀和排气阀；

调节总进水手动阀门，开度在1/3左右，使树脂膨胀到上视镜范围内，当树脂稳定在上视镜范围内时，开始记时，15分钟后开始下道工序；观察排气阀出水是否有树脂以及树脂膨胀情况，防止水流过大造成树脂流失或水流过小树脂膨胀高度不够，要根据树脂膨胀高度及时调整总进水手动阀开度；

树脂膨胀15分钟后，分2次，每次间隔时间2分钟，将总进水手动阀逐渐关闭，全关后停混床供水泵，关闭反洗进水阀和反洗排水阀、排气阀；然后将总进水手动阀门全部打开；

静止2～3分钟后，开排气阀和正洗排水阀，将液位放至中视镜以下；

然后开总进水手动阀门，正冲树脂20～30分钟，使分好层的树脂充分压实，防止进酸碱的过程中树脂混乱；

关闭总进水手动阀门，放水至中视镜以下，后关闭正洗排水阀和排气阀，树脂反洗分层步骤全部结束。

进一步：混脂过程中，正洗流量控制在15m³/h，时间为30分钟；启动混床后，运行流速控制在4.7m/s；水电阻率达到17MΩ·cm时，再生成功。

进一步：对于强酸性阳离子树脂用HCl或H₂SO₄及NaCl或Na₂SO₄再生；对于弱酸性阳离子树脂用HCl或者H₂SO₄再生；对碱性阴离子树脂用NaOH及NaCl再生；对弱碱性阴离子树脂用NaOH、Na₂CO₃或者NaHCO₃再生。

与现有技术相比，本发明技术效果包括：

1、通过对再生细节中空压机压力、混床供水泵流量、酸碱计量泵流量、浓度、各操作点时间及阀门开度等合理有效控制，一般情况产水电阻率可达到参考值10～17MΩ·cm(本实施例为17MΩ·cm)，有效地延长了再生周期，而且还有效的遏制了反洗过程中树脂流失及药剂浪费现象，降低了操作工人的劳动强度，对降本工作起到了积极作用。

2、原操作法再生一次：耗酸碱各1吨、精制水72吨，10天左右重复再生一次；本发明中，操作法再生一次：耗酸碱各0.6吨、精制水36吨，20天左右重新再生一次，药品单价酸是670元/吨，碱是2000元/吨，精制水为8元/吨。

新旧操作法对比：

旧操作方法：(670+2000+72×8)×(365÷10)＝118479元

新操作方法：(670×0.6+2000×0.6+36×8)×(365÷20)＝34492.5元

通过对比可以看出，就药品及精制水消耗这一块，每年大概节省成本为：

118479—34492.5＝83986.5元

具体实施方式

本发明是在常规操作的基础上，结合日常操作的经验，通过合理控制反洗分层时间、阀门开度、树脂膨胀高度、进酸碱流量等，并根据再生要求增加强制失效等操作，总结一套科学、合理及实用性强的操作方法。具体内容如下：

一、树脂反洗分层

反洗是逆交换水流方向通入冲洗水和空气，以松动树脂层，清除杂物和破碎的树脂。反洗强度各类型树脂有所不同，一般可按3L/(m²·h)掌握，应控制在既能洗去淤积在树脂层中的悬浮物和碎树脂，又不致“跑树脂”。反洗应一直进行到出水清晰时为止，时间约15～20分钟。

二、树脂再生

再生工作是混床操作重要操作之一，因为再生的进行程度不但对以后制水运行时树脂的工作交换容量、混床出水水质有着直接的影响，而且再生工作的好坏也直接关系到制水经济性。

1、再生剂的种类。

对于不同性质的原水和不同类型的树脂(阳树脂采用强酸性阳离子交换树脂，型号为001×7MB；阴树脂采用强碱性阴离子交换树脂，型号为201×7MB，阳树脂与阴树脂的比例为1：2)，应采用不同的再生剂，选择的再生剂既要有利于再生液的回收利用，又要求再生效率高，洗脱速度快，廉价易得。一般对强酸性阳离子树脂用HCl或H₂SO₄等强酸及NaCl、Na₂SO₄再生；对弱酸性阳离子树脂用HCl、H₂SO₄再生；对碱性阴离子树脂用NaOH等强碱及NaCl再生；对弱碱性阴离子树脂用NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃等再生。

2、再生剂用量。

树脂的再生一般情况按等当量进行。理论上，1eq(离子交换容量)的再生剂可以恢复树脂leq的交换容量，但实际上再生剂的用量要比理论值大得多，通常为2～5倍。通过日常再生经验，再生剂用量越多，再生效率越高。但当再生剂用量增加到一定值后，再生效率随再生剂用量增长不大。因此再生剂用量过高既不经济也无必要。当再生剂用量一定时，再生液浓度越大(一定范围内)，则再生后树脂的再生度也越高。但过高的再生液浓度会使再生液体积小，不易均匀接触树脂和维持足够的接触时间，同时再生液浓度过高，也会使树脂的双电层受到压缩，从而抑制了扩散层中可交换H⁺的浓度，而影响树脂的工作交换容量。如用NaCl再生钠离子型树脂，最佳盐浓度范围在10％左右。一般情况，酸液浓度以质量百分比30％～35％为宜，碱液浓度以质量百分比30％～35％为宜。

3、再生液流出时间

根据现场再生经验，一般情况HCl的流出时间不应小于30分钟，NaOH的流出时间不应小于90分钟。

三、正洗

正洗是指混床再生后，使用清洗水按再生剂通过树脂层方向所进行的清洗。正洗的目的是为了清洗掉残留在树脂层中的废再生液和再生产物。

1、正洗流速要适当，一般控制正洗流量10～30m³/h正洗时间不宜过长(20～30分钟)，以免影响混床的周期制水量；

2、正洗水质要清澄，不能污染树脂。

3、正洗时要经常检查正洗水中有无正常颗粒的树脂。避免由于反洗操作不当或下部排水装置损坏，造成运行时跑树脂。

四、制水运行

正洗合格的交换混床即可根据供水要求投入运行制水，投入制水运行的混床，其运行流速一定要适当，不宜过大或过小。运行流速过快，制水过程的离子交换扩散来不及进行，不能保证出水质量；运行流速过慢，树脂颗粒表面膜会因为液流的紊流作用而加厚。离子交换的膜扩散减慢，反应产物不能及时排走而影响离子交换反应的继续进行，从而影响出水质量。

根据现场实际情况及实践经验，混床再生的实际操作如下：

步骤1：树脂的反洗分层；

1、放水；将混床罐的排气阀和正洗排水阀打开，使罐体内的液位排放到上视镜中间位置。此过程要求操作人员不许离开现场，看准液位及时关正洗排水阀和排气阀，放水操作结束。

2、进压缩空气；开排气阀和进压缩空气阀，压力达到0.4MP以上时，进气约15分钟，如果压力不够，进气时间以观察下视镜树脂松动为止。将总进水手动阀门关闭到60％位置，确定树脂松动后，关闭进压缩空气阀和排气阀，进压缩空气操作结束。此过程大概需要15～20分钟。

3、反洗分层；通过反洗将树脂在混床罐中膨胀70％，树脂膨胀高度达到上视镜范围内，利用阴阳树脂比重不同使得阳树脂向下沉积，达到分层的目的。此过程是混床再生的关键，要求操作人员不许离开，膨胀高度要控制好，防止树脂流失，同时膨胀时间要够，使树脂充分分层。具体操作如下：

(1)进压缩空气阀和排气阀关闭大概30～60秒后，观察树脂下降情况，略有下降时，马上开混床供水泵(流量控制在30～40m³/h)、反洗进水阀和反洗排水阀、排气阀。如果其它混床在运行，则不用开混床供水泵，只需要打开总进水手动阀门。

(2)调节总进水手动阀门(一般开度在1/3左右)，使树脂膨胀到上视镜范围内，当树脂稳定在上视镜范围内时，开始记时，约15分钟后开始下道工序。此过程要严密观察排气阀出水是否有树脂以及树脂膨胀情况，防止水流过大造成树脂流失或水流过小树脂膨胀高度不够，要根据树脂膨胀高度及时调整总进水手动阀开度。

(3)树脂膨胀15分钟后，分2次，每次间隔时间2分钟，将总进水手动阀逐渐关闭，最后一次全关后，停混床供水泵(如果其他混床在运行，则不用停混床供水泵)，关闭反洗进水阀和反洗排水阀、排气阀；然后将总进水手动阀门全部打开。

(4)静止2～3分钟后，开排气阀和正洗排水阀，将液位放至中视镜以下。

(5)然后开总进水手动阀门，正冲树脂20～30分钟，使分好层的树脂充分压实，防止进酸碱的过程中树脂混乱。

(6)关闭总进水手动阀门，放水至中视镜以下，后关闭正洗排水阀和排气阀。树脂反洗分层步骤全部结束，此过程要求操作人员不许离开现场。

步骤2：树脂再生；

此过程大概需要2小时左右，具体操作方法如下：

1、将酸碱储罐内的酸液和碱液分别送入酸碱计量箱内，酸液浓度为质量百分比30～35％，碱液浓度为质量百分比30～35％，使酸碱计量箱的液位达到第一设定高度(参考酸碱计量箱的型号，此处设定第一设定高度为1.1米，该液位与阴阳树脂置换效果有关，酸碱计量箱的容积需要保证树脂再生过程中酸液和碱液的用量)。

2、将稀酸手动球阀和稀碱手动球阀打开，开度20％～40％(本优选实施例开到1/3处)，再生泵出口开度60％～80％(本优选实施例开到2/3左右)。

3、打开混床设备上的进酸阀门、进碱阀门、中排阀门和排气阀门。

4、启动再生泵，随后立即调节稀酸手动球阀和稀碱手动球阀，使稀酸水流量计控制在4～5.5m³/h左右、稀碱水流量计控制在5～7m³/h左右。

5、然后打开出酸手动小球阀和出碱手动小球阀，调节出酸流量计控制在0.5～0.7m³/h左右、出碱流量计控制在0.6～0.8m³/h左右。4个流量计(稀酸水流量计、稀碱水流量计、出酸流量计、出碱流量计)的调整要根据混床中视镜液位的变化来调整，尽量保持液位在中视镜范围内不变，其次还要尽量保证出酸和出碱量，而且液位不能低于树脂，也不能高于树脂太多。

6、调整好4个流量(稀酸水流量计、稀碱水流量计、出酸流量计、出碱流量计的流量)，并且混床罐的液位保持不动以后。观察酸碱计量箱液位是否逐渐下降，当酸碱计量箱液位抽到第二设定高度(0.35～0.4米，在电脑上查看液位)时，树脂再生过程结束。

混床再生过程要求操作人员15～20分钟左右进行一次巡检，时刻注意中视镜液位和4个流量计变化情况，及时调整，保证再生效果。

步骤3：树脂置换；

此过程需要1小时左右，具体操作方法如下：

1、当酸碱计量箱液位抽到0.35～0.4米时(第二设定高度，在电脑或现场上查看液位)，关闭出酸手动小球阀和出碱手动小球阀。

2、然后调整稀酸水流量计手动球阀和稀碱水流量计手动球阀，将稀酸水流量计和稀碱水流量计分别调整到5～7m³/h(本实施例选用7m³/h)。

3、调整好后计时，40～60分钟后(本实施例为1小时)将再生泵停止并且关闭所有阀门，树脂置换过程结束。

步骤4：混脂；

此过程大概需要45分钟，目的是将阴阳树脂充分混合，具体操作方法如下：

1、正洗；开总进水手动阀门和正洗排水阀门，启动混床供水泵(如果其它混床在运行，则不用再启动混床供水泵)，正洗流量控制在10～30m³/h(本实施例为15m³/h)，时间为20～30分钟。

2、放水；关闭总进水手动阀门，开排气阀门，将水放至上视镜和中视镜中间位置，关闭正洗排水阀和排气阀门。此过程操作人员要仔细定准液位下降情况，及时关闭正洗排水阀门。

3、进压缩空气；开进压缩空气阀门和排气阀门，时间大约15～20分钟，保证下视镜树脂充分松动，然后关闭进压缩空气阀门，打开正洗排水阀门，放水到中视镜以下，关闭正洗排水阀门和排气阀门。

4、启动混床。正洗合格的混床即可根据供水要求投入运行制水，投入制水运行的混床，其运行流速控制在4.5～5m/s(本实施例为4.7m/s)。观察电导率变化情况，按以上操作，一般情况产水电阻率可达到参考值10～17MΩ·cm(本实施例为17MΩ·cm)，再生成功。

如果再生开启混床后，产水电阻率只有5MΩ·cm或者小于5MΩ·cm，可判断此次混床再生失败，需要进行重新再生，首先要判断再生失败的主要原因，根据影响再生失败的主要原因，逐步排查，并避免在以后发生。一般情况可能是吸酸或碱效果差、再生剂浓度偏高、反洗分层效果差及存在误操作等，此时我们必须进行重新再生，具体操作方法如下：

(1)放水；将混床罐的排气阀和正洗排水阀打开，将罐体内的液位排放到上视镜中间位置。

(2)强制失效；将稀碱手动球阀打开到1/3处，再生泵出口开度在2/3左右，打开混床设备上的进碱阀门、正洗排水阀门和排气阀门，一般需要25-30分钟左右，后强制失效结束，停再生泵，闭关稀碱手动球阀、进碱阀门、正洗排水阀门和排气阀门；

(3)正冲。开总进水手动阀门和正洗排水阀门，启动混床供水泵(如果其它混床在运行，则不用再启动混床供水泵)，同时用pH试纸检查正洗后出水，直到出水为中性为止(一般需要20分钟)。

Claims (5)

1.一种除盐水系统混床再生方法，包括：

树脂的反洗分层；放水，将混床罐的排气阀和正洗排水阀打开，待罐体内的液位排放到上视镜中间位置关正洗排水阀和排气阀；进压缩空气，开排气阀和进压缩空气阀，树脂松动后，关闭进压缩空气阀和排气阀；反洗分层，树脂膨胀高度达到上视镜范围内，利用阴阳树脂比重不同使得阳树脂向下沉积，达到分层的目的；

树脂再生；将酸碱储罐内的酸液和碱液分别送入酸碱计量箱内，酸液浓度为质量百分比30～35％，碱液浓度为质量百分比30～35％，酸碱计量箱液位达到第一设定高度，将稀酸手动球阀和稀碱手动球阀打开，开度20％～40％，再生泵出口开度在60％～80％，打开混床设备上的进酸阀门、进碱阀门、中排阀门和排气阀门；启动再生泵，调节稀酸手动球阀和稀碱手动球阀，使稀酸水流量计控制在4～5.5m³/h，稀碱水流量计控制在5～7m³/h；打开出酸手动小球阀和出碱手动小球阀，调节出酸流量计控制在0.5～0.7m³/h、出碱流量计控制在0.6～0.8m³/h；调整稀酸水流量计、稀碱水流量计、出酸流量计、出碱流量计的流量，保持液位在中视镜范围内，当混床罐的液位保持不动，酸碱计量箱液位抽到第二设定高度时树脂再生过程结束；

树脂置换；当酸碱计量箱液位抽到第二设定高度时，关闭出酸手动小球阀和出碱手动小球阀，调整稀酸水流量计手动球阀和稀碱水流量计手动球阀，将稀酸水流量计和稀碱水流量计分别调整到5～7m³/h，40～60分钟后将再生泵停止并且关闭所有阀门，树脂置换过程结束；

混脂；正洗，开进水阀门和正洗排水阀门，正洗流量控制在10～30m³/h，时间为20～30分钟；放水，关闭进水阀门，开排气阀门，将水放至上视镜和中视镜中间位置，关闭正洗排水阀和排气阀门；进压缩空气，开进压缩空气阀门和排气阀门15～20分钟，保证下视镜树脂充分松动，然后关闭进压缩空气阀门，打开正洗排水阀门，放水到中视镜以下，关闭正洗排水阀门和排气阀门；启动混床，其运行流速控制在4.5～5m/s，使水电阻率达到参考值10～17MΩ·cm。

2.如权利要求1所述除盐水系统混床再生方法，其特征在于：混床再生开启后，如果产水电阻率为5MΩ·cm或者小于5MΩ·cm，判断此次混床再生失败，需要进行重新再生，具体操作包括：

放水，将混床罐的排气阀和正洗排水阀打开，将罐体内的液位排放到上视镜中间位置；

强制失效，将稀碱手动球阀打开到1/3处，再生泵出口开度在2/3，打开混床设备上的进碱阀门、正洗排水阀门和排气阀门，25-30分钟后强制失效结束，停再生泵，闭关稀碱手动球阀、进碱阀门、正洗排水阀门和排气阀门；

正冲，开总进水手动阀门和正洗排水阀门，启动混床供水泵，同时用pH试纸检查正洗后出水，直到出水为中性为止。

3.如权利要求1或者2所述除盐水系统混床再生方法，其特征在于：通过反洗分层将树脂在混床罐中膨胀70％，具体步骤包括：

进压缩空气阀和排气阀关闭30～60秒后，当树脂下降时，开混床供水泵，流量控制在30～40m³/h，同时开启反洗进水阀、反洗排水阀和排气阀；

调节总进水手动阀门，开度在1/3左右，使树脂膨胀到上视镜范围内，当树脂稳定在上视镜范围内时，开始记时，15分钟后开始下道工序；观察排气阀出水是否有树脂以及树脂膨胀情况，防止水流过大造成树脂流失或水流过小树脂膨胀高度不够，要根据树脂膨胀高度及时调整总进水手动阀开度；

树脂膨胀15分钟后，分2次，每次间隔时间2分钟，将总进水手动阀逐渐关闭，全关后停混床供水泵，关闭反洗进水阀和反洗排水阀、排气阀；然后将总进水手动阀门全部打开；

静止2～3分钟后，开排气阀和正洗排水阀，将液位放至中视镜以下；

然后开总进水手动阀门，正冲树脂20～30分钟，使分好层的树脂充分压实，防止进酸碱的过程中树脂混乱；

关闭总进水手动阀门，放水至中视镜以下，后关闭正洗排水阀和排气阀，树脂反洗分层步骤全部结束。

4.如权利要求1或者2所述除盐水系统混床再生方法，其特征在于：混脂过程中，正洗流量控制在15m³/h，时间为30分钟；启动混床后，运行流速控制在4.7m/s；水电阻率达到17MΩ·cm时，再生成功。

5.如权利要求1或者2所述除盐水系统混床再生方法，其特征在于：对于强酸性阳离子树脂用HCl或H₂SO₄及NaCl或Na₂SO₄再生；对于弱酸性阳离子树脂用HCl或者H₂SO₄再生；对碱性阴离子树脂用NaOH及NaCl再生；对弱碱性阴离子树脂用NaOH、Na₂CO₃或者NaHCO₃再生。